高通量细胞生物芯片检测技术及试剂盒制造技术

本发明专利技术公开了一种高通量细胞生物芯片检测技术及试剂盒的制备方法，该技术灵敏快速、信息量大，制造简便、成本低，可对样品中多种不同的核酸、蛋白和化学分子等同时进行检测分析。主要特征在于将附着不同细胞或微生物的微载体，分别镶嵌在检测板的不同微孔中，微孔间有微管相连，并同进／出液孔形成微流路与外界相通，样品经微流路可与附着在微载体表面的细胞或微生物所携带的生物分子杂交或结合。检测结果可用目测或仪器记录分析。本发明专利技术可广泛地用于医药研究、环境检测、疾病诊断、基因组／蛋白质组学和分子文库等领域的研究与开发。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型的镶嵌式高通量细胞芯片检测技术及试剂盒的制备方法。该技术快速灵敏、信息量大，制备方法简便、成本低，能同时检测样品中多种不同的蛋白、核酸分子、生物、化学分子、药物以及微生物或细胞等，可广泛用于生物和医药学、预防医学、动植物学、农牧业、食品与卫生、能源与化工、环境监测以及医学诊断与检测等领域。固相吸附、分离与合成技术在水质、水源、生物材料、生物体液(如血液、血清、血浆、脑脊液、尿液，泪液、汗液、消化液、精液、分泌液、组织液、渗出液、呕吐物、粪便)、组织/细胞和微生物裂解液、不同来源的蛋白、核酸等生物、化学分子以及药物等的分析检测、分离和纯化以及寡核苷酸、多肽、先导化合物和药物的合成等方面被广为应用。生物固相化技术主要是利用不溶的固相基质材料，通过表面吸附或结合以捕获液相被分析物和被纯化物中的靶分子或固定新合成的靶分子，借助重力、压力、离心、过滤、磁力、流体等，经过一步或多步操作很方便的将未结合的分子(液相、游离相或流动相)与结合分子(固相)分离，以便获得纯的目的分子，或将靶分子从复杂的样品混合物或悬液中分离出来，用于进一步的分析研究。在样品的检测分析、分离纯化、合成等实验中，大部分情况下需要在同一个容器里、同时进行两项或多项实验，以便对样品中多种不同成分的有无、含量和来源等做出平行的定性、定量、定位分析；或对单一种分子的多种不同特性(如单核苷酸多样性)进行平行检测与分析；或对多种物质同时进行分离纯化，或同时进行多种不同分子的合成。在此情况下，传统的固相吸附试验所存在的问题是对超过3种以上的不同被检测物，纯化物或合成物由于难以区分，很难同时进行。也就是说，用传统的固相技术或方法，在一个容器或试验中被检测物、合成物或分离物的数量受固相系统的限制或制约，更无法同时或连续进行合成、分离与检测。细胞、细菌、真菌、支原体、立克次氏体和病毒等微生物体，通过核酸、蛋白多糖、酶类等生物分子携带有大量的，与其生物学特性相关的生物信息；基因工程菌、生物工程细胞、转化细菌、转染和感染的真菌和动植物细胞以及重组质粒或病毒等除带有与自身生物学特性相关的遗传基因和生物分子外，还可带有插入基因、重组基因、感染或转染病毒等所赋予的特殊生物分子，因此被广泛用于生物医学检测和分析及分子文库的构建等领域。在现代基因组学、蛋白质组学、功能组学的分析研究和生物医学诊断和新药研究等领域，需要同时对同一样品中大量的、多种不同生物化学物质进行快速、灵敏的高通量分离、纯化与检测，以分析生物、化学物资的种类、数量、组成、变异以及多态性、翻译后修饰、结构、序列、不同生物分子间的相互作用，或个体用药特性与感染状态，个体免疫系统的功能状态、遗传差异等。传统解决办法是首先通过分离、提取、纯化或人工合成等技术工艺，分别制备大量的各种不同的生物探针(如核酸或寡核苷酸分子、蛋白与多肽、生长因子与受体、抗原与抗体等各种不同特性的生物分子)，再通过微阵列等技术将生物探针分别固相化在固相基质(如载玻片、微孔板或微载体等)的表面，再与样品中对应的化学物质、核酸、抗原/抗体反应，分析检测。由于合成与制备、分离纯化与检测分析等各个环节互不关联，因此如要检测十几种成分就需进行十几次不同的分离纯化，操作异常繁琐复杂。特别是在单克隆抗体、基因工程抗体以及疫苗等的大规模制备中，需要对大量的cDNA文库、抗体库以及噬菌体、细菌和酵母等各种展示文库进行高通量，大规模筛选；而现有的技术方法只能通过免疫细胞化学等方法逐一进行培养、固定、检测分析，操作异常复杂、繁琐，无法实现产业化。本专利技术的目的就是要运用位序编码技术和悬浮培养与固相分离技术，以期为多种不同物质成分、特别是核酸、蛋白分子以及药物及其前体等的分离与纯化、检测和筛选等提供一套制造成本低，便于产业化，而技术和工艺更为简便灵敏、快速准确；同时又可将二者有机结合，贯通一起的新的高通量筛选与检测分析技术。本专利技术的主要技术特征是，将细菌、病毒或细胞等微生物体附着在微载体的表面获得不同的生物微球，经固定等处理后分别镶嵌在检测板的不同微孔中，微孔间有微管相连，并与进/出液口形成微流路与外界相通，样品通过微流路与生物微球表面病毒、细菌或细胞等微生物体中的生物分子反应，各孔的反应结果可用目测或用仪器记录分析，根据生物微球在检测板中的排列位置和顺序(位序编码)，对样品或生物标本中的化学物质、生物靶分子、核酸、寡核苷酸、药物等多种不同成分的有无、性质、含量、来源、组织和细胞学分布、定位等同时进行检测分析。本项专利技术同时还提供了一种基于镶嵌式高通量细胞生物芯片检测技术的试剂盒的制备方法，其主要技术特征在于试剂盒由镶嵌有生物微球，带有微流路的多孔检测板及各种相关的配套试剂分别组成；根据检测板各微孔反应的有无与强弱，以及各微孔在检测板中的排列位置和顺序，对不同样品中多种不同成分同时进行比对分析，利用试剂盒中所提供的试剂和方法还可对样品与检测板中各孔所捕获的样品成分，做分子克隆、分子结构、亲和力、分子量、等电点、序列测定等分析。该试剂盒不仅大大简化了同一样品进行多因素检测分析的操作步骤，缩短了操作时间，降低了工作强度，更增加了检测结果的精确性、灵敏度、重现性和可比性，而且还可同时对检测样品中多种不同的物质成分做进一步的不同分析，使用更方便，操作更快捷，可广泛地应用于环境检测、疾病诊断、新药开发、疫苗研究、生物分子相互作用、基因组学、蛋白质组学和功能组学等技术、研究领域。为了达到上述目的本专利技术所采用的技术方案其基本特征在于镶嵌式高通量细胞生物芯片检测技术及试剂盒的制备至少包括下述成分或步骤①一种检测板由微孔板(1)、生物微球(2)等组成；微孔板由板体(3)、板盖(4)、微孔(9)和微流路等结构组成；生物微球由微载体和其表面附着的不同或相同的细胞或微生物组成，并按一定的顺序镶嵌在不同的微孔中；②封闭用含有去垢剂、白蛋白、脱脂奶粉等成分的缓冲液处理生物微球，以封闭和去除微载体表面可能存在或残留的非特异性结合位点或内源性酶活性等；③样品被检样品，如固/液体标本、生物体液、组织、细胞、微生物等经过处理，如稀释、组织/细胞的匀浆、裂解、去除颗粒性物质、分离纯化、反转录、PCR扩增、标记等；或不处理直接由进液孔沿微流路进入微孔板，流经微孔时与生物微球表面细胞或细菌等微生物体的各种生物分子相互作用；被检分子与固相的生物分子杂交或特异性结合并被吸附在生物微球表面；未结合的样品成分经出液孔流出；④标记用标记分子，如荧光素、同位素、生物素和半抗原，胶体金、酶、稀土离子及其螯合物等物质或其衍生物(如Cy5-dCTP，32P-dCTP等)直接标记被检样品；或用标记分子的不同标记产物，如荧光抗体等标记物标记被检样品；⑤漂洗借助微流路，用洗液，如含0.03-0.1％的Tween20或Triton X-100等的PBS，Tris-HCl，HEPES等缓冲液，流洗以去除检测板中残留的被检样品、标记样品和标记物等；⑥检测与分析目测或用扫描仪等检测各微孔中标记分子的有无与含量，如根据荧光、放射性、发光产物的有无，强弱或显色产物的有无，颜色的深浅等，分析被检样品中被检物的有无、含量、组成、来源、分子结构、亲和力、组织/细胞学定位以及核苷酸或氨基酸序列等；⑦标记物为酶时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可检测样品中的核酸、蛋白与化学分子等的高通量细胞生物芯片检测技术及试剂盒的制备方法，该技术和试剂盒至少包括下述成分或步骤：①一种检测板：由微孔板和生物微球组成，微孔板由板体、板盖、微孔和微流路等结构组成；生物微球由微载体和其表面附着 的不同或相同的细菌或细胞等微生物体组成，并按一定的顺序镶嵌在不同的微孔中；在一个载体表面通常只附着一种细胞；②封闭：用封闭液处理生物微球，封闭或去除非特异性结合位点；③样品：样品经处理或不经处理直接由进液孔进入微孔板，流经微孔时与生 物微球表面细胞或微生物的各种生物分子相互作用；被检分子与固相的生物分子杂交或特异性结合并被吸附在生物微球表面；未吸附的样品成分经出液孔流出；④标记：被检样品用指示性标记分子及其衍生物或标记物等进行标记；⑤漂洗：用洗液或洗脱液洗脱与细 胞上的生物活性分子结合或非特异结合的各种分子；⑥检测与分析：对各微孔中指示性标记分子的有无、强弱或含量进行检测和分析；⑦标记物为酶时，观察结果前需加入底物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵翀，
申请(专利权)人：赵翀，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]